题目内容
【题目】某同学设计了如图所示的装置去验证小球摆动过程中的机械能守恒,实验中小球到达B点(图中未标出)时恰好与桌面接触但没有弹力,D处的箭头处放一锋利的刀片,细线到达竖直位置时被割断,小球做平抛运动落到地面,P是一刻度尺。该同学方案的优点是只需利用刻度尺测量A位置到桌面的高度h,桌面到地面的高度H及平抛运动的水平位移L即可。
(1)测量A位置到桌面的高度h应从____________开始测(选填“球的下边沿”或“球心”)。
(2)实验中改变h多测几次h和L的数值,利用作图像的方法去验证。该同学取纵轴表示L,则横轴应表示________。
(3)若所作图像的斜率为k,则满足_____________关系即可证明小球下摆过程中机械能守恒。
【答案】 球的下边沿
【解析】(1)球做平抛运动,根据水平方向匀速直线与竖直方向自由落体,对于竖直方向的高度是球下边沿离开桌面,到下落到地面,因此测量A位置到桌面的高度h应从球下边沿开始测量;(2)根据球做平抛运动,则有: ,联立解得: ,而球做圆周运动时,则有: ,联立解得: ,因此该同学取纵轴表示L,则横轴应表示;(3)若所作图象的斜率为k,根据第(2)问,则满足,即可证明下摆过程中,机械能守恒.
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